一種用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及穹頂球幕投影技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，例如可以用作球幕天象成像儀、球幕電影放映系統(tǒng)等。
[0003]目前，很多的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)還基于單投影成像技術(shù)，由投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)直接將投影影像數(shù)據(jù)輸出給一臺(tái)魚(yú)眼投影裝置，由魚(yú)眼投影裝置將影像投影到一上拱的半球面狀的整個(gè)穹頂球幕上。但受制于投影成像的原理以及系統(tǒng)設(shè)備自身的原因，基于單投影成像技術(shù)的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)所存在的缺陷也較為明顯，即，由于系統(tǒng)中的魚(yú)眼投影裝置需要將完整影像投影呈現(xiàn)在整個(gè)穹頂球幕上，因此投魚(yú)眼影裝置對(duì)影像畫(huà)面進(jìn)行投影的放大比例較大，而由于魚(yú)眼投影裝置將影像通過(guò)其魚(yú)眼鏡頭光學(xué)組件進(jìn)行放大投影的放大比例越大，則其投影所呈現(xiàn)畫(huà)面中的成像清晰度也相應(yīng)越差，并且投影裝置中投影光源的發(fā)射光也會(huì)隨著魚(yú)眼鏡頭光學(xué)組件放大投影而被擴(kuò)散，導(dǎo)致投影放大比例越大則投影成像圖像亮度越弱，因此導(dǎo)致成像清晰度和成像圖像亮度等重要的成像性能參數(shù)往往都比較差，成像質(zhì)量受到較大的限制。因此，領(lǐng)域內(nèi)開(kāi)始研發(fā)基于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)，并逐漸得以應(yīng)用。
[0004]目前開(kāi)發(fā)的基于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)，與基于單投影成像技術(shù)的系統(tǒng)相比的不同之處在于，借助了多臺(tái)投影裝置以及多臺(tái)投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)，每臺(tái)投影裝置與一臺(tái)投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)一對(duì)一組合，用以投射多組投影影像，共同成像在穹頂球幕上。
[0005]目前主流的基于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)中，根據(jù)所采用的多投影成像機(jī)理的不同，又主要分為兩種類型。一種是采用疊加投影技術(shù)，即每一組的投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)和投影裝置都用于投射完整的影像畫(huà)面，并且相互重疊地投射在穹頂球幕上；疊加投影技術(shù)應(yīng)用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)，可以視為是多個(gè)單投影成像技術(shù)的一種疊加應(yīng)用，對(duì)影像數(shù)據(jù)幾乎無(wú)需做數(shù)據(jù)處理，因此其技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度較低，并且能夠有效的提升成像圖像亮度，但由于其依然沒(méi)有擺脫投影影響放大比例較大而導(dǎo)致的成像清晰度受限的問(wèn)題，并且多臺(tái)投影裝置疊加投影時(shí)還可能存在重疊誤差的問(wèn)題而引起重影等缺陷，所以其成像清晰度依然不佳。另一種是采用拼接投影技術(shù)，即每一組的投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)和投影裝置用于向穹頂球幕的部分球幕區(qū)域投射一部分的影像畫(huà)面，從而由各個(gè)投影裝置的投影影像相互拼接覆蓋整個(gè)穹頂球幕，從而在穹頂球幕上形成完整的影像畫(huà)面;拼接投影技術(shù)應(yīng)用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)，需要借助圖像分割技術(shù)，將完整的影像畫(huà)面數(shù)據(jù)分割為多份分圖像數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)給不同組的投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)和投影裝置使用，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)上需要熟練掌握?qǐng)D像分割技術(shù)的技術(shù)開(kāi)發(fā)人員，因此技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度要稍大一些，但由于每個(gè)投影裝置只需要投影圖像到穹頂球幕的部分區(qū)域，因此投影裝置可以設(shè)置相對(duì)較小的投影放大比例，從而能夠有效減弱因投影放大比例較大而引起的成像清晰度降低、成像圖像整體亮度削弱等問(wèn)題，使得系統(tǒng)投影成像質(zhì)量得以提升。因此，從提升投影成像質(zhì)量的角度出發(fā)，采用拼接投影技術(shù)的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)得到了越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
[0006]然而，現(xiàn)有技術(shù)中，基于拼接投影技術(shù)的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)依然存在諸多技術(shù)缺陷。例如，其數(shù)碼電子設(shè)備依舊采用了多臺(tái)投影裝置以及多臺(tái)投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)，每臺(tái)投影裝置與一臺(tái)投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)一對(duì)一組合，數(shù)碼電子設(shè)備的成本較高;并且，雖然每一組的投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)和投影裝置用于向穹頂球幕的部分球幕區(qū)域投射一部分的影像畫(huà)面，以相互拼接覆蓋整個(gè)穹頂球幕形成完整的影像畫(huà)面，但各足投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)以及投影裝置的工作狀態(tài)相對(duì)獨(dú)立，較難于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制，容易因?yàn)椴煌M投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)和投影裝置所投影的影像數(shù)據(jù)的分割或匹配不夠準(zhǔn)確，或者因?yàn)椴煌M投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)和投影裝置的投影播放不同步，而造成穹頂球幕上影像畫(huà)面錯(cuò)位、錯(cuò)幀等情況，影響系統(tǒng)投影成像質(zhì)量。另一方面，現(xiàn)有技術(shù)中基于拼接投影技術(shù)的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)中，往往都將多個(gè)投影裝置集中設(shè)置在穹頂球幕頂部中心位置的正下方，這樣導(dǎo)致了每個(gè)投影裝置的縱向投影視角都需要至少達(dá)到90°，以保證每個(gè)投影裝置能夠覆蓋從頂部中心位置到底圓位置的90°縱向視角，才能確保多臺(tái)投影裝置能夠拼接覆蓋整個(gè)穹頂球幕的球幕區(qū)域，而大視角投影裝置的成本昂貴，這也是造成穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的數(shù)碼電子設(shè)備成本較高的一個(gè)重要因素；同時(shí)，穹頂球幕籠罩區(qū)域的正下方，都是穹頂球幕投影成像系統(tǒng)觀影的有效區(qū)域，然而多個(gè)投影裝置集中設(shè)置在穹頂球幕頂部中心位置的正下方并占據(jù)較大的區(qū)域空間，使得觀影有效區(qū)域被占用和分割，也會(huì)影響觀眾的觀影體驗(yàn);此外，在放映使用過(guò)程中投影裝置發(fā)熱較為嚴(yán)重，而將多臺(tái)投影裝置集中設(shè)置在穹頂球幕頂部中心位置的正下方容易造成熱量聚集，不利于散熱，雖然穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的放映場(chǎng)所通常都風(fēng)有通設(shè)計(jì)(因?yàn)橥ǔ槭覂?nèi)播放，需要通風(fēng))，但穹頂球幕頂部中心位置的正下方區(qū)域往往恰好是放映場(chǎng)所中通風(fēng)效果最弱的位置區(qū)域，因此對(duì)于多臺(tái)投影裝置的通風(fēng)散熱效果的改善依然不明顯，用以影響投影裝置的工作穩(wěn)定性和使用壽命。
[0007]因此，如何通過(guò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改造，來(lái)設(shè)法降低穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的設(shè)備成本并更好地保證系統(tǒng)投影成像質(zhì)量，改善重要設(shè)備的散熱效果，提升系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和使用壽命，已經(jīng)成為近期穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的一項(xiàng)重要技術(shù)研發(fā)目標(biāo)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)，通過(guò)安裝結(jié)構(gòu)的改變，為穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的設(shè)備成本的降低創(chuàng)造了有利的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)條件，更有利于保證系統(tǒng)投影成像質(zhì)量，改善系統(tǒng)中投影裝置等重要設(shè)備的散熱效果，幫助提升穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和使用壽命。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)手段:
[0010]—種用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)，包括上拱的半球面狀的穹頂球幕，對(duì)穹頂球幕進(jìn)行支撐固定的球幕支架，還包括投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)、投影圖像分割裝置以及N個(gè)投影裝置，N2 3;所述投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)的投影數(shù)據(jù)輸出端與能夠?qū)⑼队皥D像分割為N個(gè)分圖像的投影圖像分割裝置的圖像數(shù)據(jù)輸入端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸連接，投影圖像分割裝置的N個(gè)分圖像輸出端分別與N個(gè)投影裝置的投影數(shù)據(jù)輸入端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸連接；
[0011]所述穹頂球幕以其半球面狀的底圓保持水平的方向放置;所述球幕支架由沿所述穹頂球幕的底圓下方周向分布且豎向設(shè)置的多個(gè)支撐部所構(gòu)成，每個(gè)支撐部的頂端與穹頂球幕的底圓相固定，支撐部的底端固定設(shè)置在地面上；
[0012]所述N個(gè)投影裝置沿穹頂球幕的底圓下方周向均勻分布設(shè)置，每個(gè)投影裝置的投影方向均傾斜向上地朝向在周向上與其所在位置相對(duì)一側(cè)的部分穹頂球幕區(qū)域，且每個(gè)投影裝置的縱向投影視角至少能夠覆蓋穹頂球幕的頂部中心到底圓部的縱向區(qū)域，每個(gè)投影裝置的橫向投影視角至少能夠覆蓋穹頂球幕1/N圓周的周向區(qū)域，從而使得所述N個(gè)投影裝置能夠投影拼接覆蓋整個(gè)穹頂球幕。
[0013]上述用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)中，作為優(yōu)選方案，所述球幕支架中每相鄰兩個(gè)支撐部之間留有間隙，所述N個(gè)投影裝置分布設(shè)置在球幕支架的不同支撐部之間的間隙位置處。
[0014]上述用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)中，作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，還包括通風(fēng)通道，所述通風(fēng)通道的進(jìn)風(fēng)口有多個(gè)且分別對(duì)應(yīng)地設(shè)置在球幕支架中安裝有投影裝置的支撐部之間的間隙位置處，通風(fēng)通道的出風(fēng)口朝向所述穹頂球幕籠罩區(qū)域的外側(cè)，通風(fēng)通道內(nèi)設(shè)有能夠提供由進(jìn)風(fēng)口向出風(fēng)口方向的風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)。
[0015]上述用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)中，作為優(yōu)選方案，所述通風(fēng)通道的通道管路夾設(shè)安裝在球幕支架中。
[0016]上述用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)中，具體而言，每個(gè)投影裝置包括一個(gè)投影安裝支架和投影儀，投影儀可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)地安裝在投影安裝支架上，并由投影安裝支架提供支撐。
[0017]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0018]1、本實(shí)用新型用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)，通過(guò)增設(shè)投影圖像分割裝置以及改變各投影裝置布設(shè)位置等安裝結(jié)構(gòu)的改變，減少了數(shù)碼電子設(shè)備的構(gòu)件數(shù)量以及配置要求，為穹頂球幕投影成像系統(tǒng)中數(shù)碼電子設(shè)備成本的降低創(chuàng)造了有利的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)條件。
[0019]2、在本實(shí)用新型用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)中，只需借助一臺(tái)投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)輸出的投影影像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)投影圖像分割裝置進(jìn)行圖像分割后發(fā)送至N個(gè)投影裝置進(jìn)行投影成像，能夠?qū)崿F(xiàn)一臺(tái)投影數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)對(duì)多臺(tái)投影裝置的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，更容易減少影像數(shù)據(jù)的分割或匹配不夠準(zhǔn)確以及投影播放不同步而造成的影像畫(huà)面錯(cuò)位、錯(cuò)幀等不良情況，從而有利于更好地保證系統(tǒng)投影成像質(zhì)量。
[0020]3、本實(shí)用新型用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)，通過(guò)各投影裝置布設(shè)位置的改變，還解決了觀影有效區(qū)域被占用、分割的問(wèn)題，有利于穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的放映場(chǎng)所容納更多的觀影觀眾，并提升觀眾的觀影體驗(yàn)。
[0021]4、本實(shí)用新型用于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)，還能夠通過(guò)進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，借助球幕支架以及系統(tǒng)中各個(gè)投影裝置的聯(lián)合布局結(jié)構(gòu)并增設(shè)通風(fēng)通道，來(lái)更好地改善對(duì)系統(tǒng)中各投影裝置的散熱效果，幫助提升穹頂球幕投影成像系